定制类网站,怎么封闭网站,成都有什么好玩的地方景点,浙江省建设银行网站版权归作者所有#xff0c;如有转发#xff0c;请注明文章出处#xff1a;https://cyrus-studio.github.io/blog/ 内联汇编
Android 内联汇编非常适用于 ARM 架构的性能优化和底层操作#xff0c;通常用于加密、解密、特定指令优化等领域。
1. 基础语法
内联汇编在 C/C … 版权归作者所有如有转发请注明文章出处https://cyrus-studio.github.io/blog/ 内联汇编
Android 内联汇编非常适用于 ARM 架构的性能优化和底层操作通常用于加密、解密、特定指令优化等领域。
1. 基础语法
内联汇编在 C/C 代码中通过 asm 或 asm 关键字进行声明格式如下 asm (“汇编指令” : 输出操作数 : 输入操作数 : 破坏描述符);
详细说明 汇编指令这是我们想要执行的汇编代码通常是 ARM 或 ARM64 指令。 输出操作数指定汇编代码的输出结果如何映射到 C 变量。 输入操作数指定传递给汇编代码的输入。 破坏描述符用于告诉编译器哪些寄存器或内存位置将被汇编代码修改以避免编译器优化引起的问题。
2. 占位符
占位符用于在汇编指令中插入 C 变量格式为 %0、%1 等对应输出和输入操作数的顺序。
例如
int x 10, y 20, result;
asm(add %0, %1, %2 : r(result) : r(x), r(y));上面的代码将 x 和 y 相加并将结果存入 result。
3. 输出操作数和输入操作数
r 表示输出操作数是一个通用寄存器类型。
r 表示输入操作数是一个寄存器类型。
例如
int a 5, b 3, result;
asm(mul %0, %1, %2 : r(result) : r(a), r(b));这段代码在 ARM 架构中将 a 和 b 相乘结果存入 result。
4. 破坏描述符
破坏描述符clobber用于告诉编译器哪些寄存器或内存位置将被汇编代码修改以避免编译器优化引起的问题。
常用的描述符包括 “cc”表示汇编代码将更改条件代码寄存器。 “memory”表示汇编代码可能更改内存内容。
例如
asm(mov %0, #0\ncmp %1, %2\nmoveq %0, #1: r(result): r(a), r(b): cc);这里 cc 表示条件标志寄存器会被更改编译器需要考虑这一点。
5. 使用 volatile
在汇编指令前添加 volatile 关键字确保编译器不会优化或重新排序该段汇编代码。
例如
asm volatile (nop); // 表示这是一个空操作编译器不会优化掉6. 指针操作
内联汇编还可以使用指针操作对内存内容进行直接操作。例如
int value 42;
int* ptr value;
asm(ldr %0, [%1] : r(value) : r(ptr) : memory);这里 ldr 从 ptr 指向的内存地址加载值到 value 中。
7. 示例简单加法操作
以下是一个在 Android ARM 架构中使用内联汇编执行加法的示例
int a 10, b 20, sum;
asm(add %0, %1, %2 : r(sum) : r(a), r(b));这段代码执行 a b 并将结果存储在 sum 中。
多行汇编可以使用反斜杠 \n 进行换行。例如计算两个数的平方和
int x 3, y 4, result;
asm(mul %0, %1, %1\n // result x * xmla %0, %2, %2, %0 // result y * y (multiply-accumulate): r(result): r(x), r(y)
);Android Studio 汇编开发
首先创建 Native C 工程
创建 Activity声明 native 函数点击按钮调用 native 层用汇编实现的加密/解密方法并打印返回结果。
package com.cyrus.example.assemblyimport android.os.Bundle
import android.view.View
import android.widget.Button
import android.widget.Toast
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import com.cyrus.example.R/*** 内联汇编*/
class AssemblyActivity : AppCompatActivity() {// 加载 native 库init {System.loadLibrary(assembly-lib);}// 通过内联汇编实现的加密函数external fun encryptString(input: String?): String// 通过内联汇编实现的解密函数external fun decryptString(input: String?): Stringoverride fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {super.onCreate(savedInstanceState)setContentView(R.layout.activity_assembly) // 更新布局文件名// 原始字符串val input Hello, 内联汇编!// 加密按钮val encryptButton findViewByIdButton(R.id.button_encrypt)encryptButton.setOnClickListener { view: View? -// 调用 C 方法获取加密后的字符串val encrypted encryptString(input)// 打印原字符串和加密后的字符串val message Original: $input\nEncrypted: $encryptedToast.makeText(thisAssemblyActivity, message, Toast.LENGTH_LONG).show()}// 解密按钮val decryptButton findViewByIdButton(R.id.button_decrypt)decryptButton.setOnClickListener { view: View? -// 调用 C 方法获取加密后的字符串val encrypted encryptString(input)val decrypted decryptString(encrypted)// 打印加密字符串和解密后的字符串val message Encrypted: $encrypted\nDecrypted: $decryptedToast.makeText(thisAssemblyActivity, message, Toast.LENGTH_LONG).show()}}
}创建 assembly-lib.cpp编写内联汇编代码
#include jni.h
#include string
#include android/log.h#define LOG_TAG assembly-lib.cpp
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)extern C
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_cyrus_example_assembly_AssemblyActivity_encryptString(JNIEnv *env, jobject /* this */,jstring input) {const char *inputStr env-GetStringUTFChars(input, nullptr);std::string encryptedStr(inputStr);// 获取输入字符串的 Unicode 码点const jchar *inputChars env-GetStringChars(input, nullptr);jsize length env-GetStringLength(input);// 创建加密后的字符串jchar *encryptedChars new jchar[length];for (jsize i 0; i length; i) {jchar c inputChars[i];// 使用内联汇编对每个 Unicode 字符的值加 3实现加密asm volatile (add %0, %1, #3\n // 每个字符的 Unicode 值加 3: r(c) // 输出到 c: r(c) // 输入 c);encryptedChars[i] c;}// 释放输入字符串的内存env-ReleaseStringChars(input, inputChars);jstring encryptedString env-NewString(encryptedChars, length);// 释放加密字符串的内存delete[] encryptedChars;return encryptedString;
}extern C
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_cyrus_example_assembly_AssemblyActivity_decryptString(JNIEnv *env, jobject /* this */,jstring input) {const char *inputStr env-GetStringUTFChars(input, nullptr);std::string decryptedStr(inputStr);// 获取输入字符串的 Unicode 码点const jchar *inputChars env-GetStringChars(input, nullptr);jsize length env-GetStringLength(input);// 创建解密后的字符串jchar *decryptedChars new jchar[length];for (jsize i 0; i length; i) {jchar c inputChars[i];// 使用内联汇编对每个 Unicode 字符的值减 3实现解密asm volatile (sub %0, %1, #3\n // 每个字符的 Unicode 值减 3: r(c) // 输出到 c: r(c) // 输入 c);decryptedChars[i] c;}// 释放输入字符串的内存env-ReleaseStringChars(input, inputChars);jstring decryptedString env-NewString(decryptedChars, length);// 释放解密字符串的内存delete[] decryptedChars;return decryptedString;
}配置 CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)find_library( # Sets the name of the path variable.log-lib# Specifies the NDK library that you want CMake to locate.log)add_library( # 设置库的名称assembly-lib# 设置库的类型SHARED# 设置源文件路径assembly-lib.cpp)target_link_libraries( # 将 log 库链接到目标库assembly-lib${log-lib})运行测试
兼容不同的 CPU 架构
在 Android 开发中编写兼容不同架构的内联汇编代码时可以通过条件编译来处理不同的指令集。
由于 Android 设备可能使用不同的 CPU 架构如 ARM、ARM64、x86 和 x86_64使用条件编译和 NDK 的特性我们可以让代码适配不同的 CPU 架构。
1. 使用条件编译判断架构
通过 #ifdef 和 #if defined(…) 指令判断当前编译架构并编写相应的内联汇编代码。
extern C
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_cyrus_example_assembly_AssemblyActivity_addNumbers(JNIEnv *env, jobject, jint a,jint b) {int result;#if defined(__aarch64__)// ARM64 内联汇编版本asm volatile (add %w[result], %w[val1], %w[val2]\n // 执行加法: [result] r (result) // 输出操作数: [val1] r (a), [val2] r (b) // 输入操作数);
#elif defined(__arm__)// ARM 32-bit 内联汇编版本asm volatile (add %[result], %[val1], %[val2]\n // 执行加法: [result] r (result) // 输出操作数: [val1] r (a), [val2] r (b) // 输入操作数);
#elif defined(__i386__)// x86 内联汇编版本asm volatile (addl %[val1], %[val2]\nmovl %[val2], %[result]\n // 使用32位 x86 指令完成加法: [result] r (result): [val1] r (a), [val2] r (b));
#elif defined(__x86_64__)// x86_64 内联汇编版本asm volatile (addq %[val1], %[val2]\nmovq %[val2], %[result]\n // 使用64位 x86 指令完成加法: [result] r (result): [val1] r (a), [val2] r (b));
#else// 如果架构不支持使用 C 代码实现result a b;
#endifLOGI(Result of addition: %d, result);return result;
}2. 使用 abiFilters 指定编译目标
使用 abiFilters 来指定不同的 ABI以便编译每个架构的共享库
// build.gradle
android {defaultConfig {ndk {abiFilters listOf(armeabi-v7a, arm64-v8a, x86, x86_64)}}
}build 出来的 apk 会包含不同 CPU 架构下的 so
最后在不同 CPU 架构下的设备下运行测试正常
源码
https://github.com/CYRUS-STUDIO/AndroidExample
